變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測的分析

王元

【摘 要】在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中，電已經(jīng)成為生活必不可少的資源。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，對電力的需求在進(jìn)一步增加。如今，建設(shè)智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了電力行業(yè)的一個(gè)新的發(fā)展方向。在電力管理工作中，變電站一直都是保證電網(wǎng)能夠正常運(yùn)行的重要電力設(shè)備。而且，智能化變電設(shè)備雖然能夠在一定程度上使得電力控制更加高效，但是其在運(yùn)行過程中卻也面臨著很高的風(fēng)險(xiǎn)。因此，就必須加強(qiáng)在線監(jiān)測。

【關(guān)鍵詞】變電站；電氣設(shè)備；在線監(jiān)測

1 關(guān)于在線監(jiān)測系統(tǒng)的作用

1.1 監(jiān)測運(yùn)行環(huán)境

在實(shí)際情況中，針對智能變電站展開的在線監(jiān)測工作，一般主要包括變電站室內(nèi)外設(shè)備視頻監(jiān)控及電力設(shè)備物理量監(jiān)測，在線監(jiān)測系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，不僅需要監(jiān)測異常情況，也需要進(jìn)行災(zāi)害報(bào)警。一般來說，在線監(jiān)測系統(tǒng)需要借助紅外感應(yīng)技術(shù)或者是煙霧感應(yīng)器技術(shù)的支撐，才能夠?qū)刂剖抑械臐穸?、溫度以及煙霧等環(huán)境變化情況進(jìn)行監(jiān)測，然后再通過信息通訊系統(tǒng)來將監(jiān)控視頻和數(shù)據(jù)及時(shí)上傳，以便之后，能夠以此進(jìn)行評估與處理工作。

1.2 監(jiān)測變電處理過程中的相關(guān)設(shè)備

從本質(zhì)上來說，智能變電站的變電處理過程其實(shí)是一個(gè)聯(lián)動(dòng)過程。在這個(gè)處理過程中，會(huì)涉及到很多的電力設(shè)備，比方說變壓器、電容器，以及繼電器等等。目前，在實(shí)際情況中，針對變電器等設(shè)備的在線監(jiān)測，已經(jīng)收獲了比較好的應(yīng)用效果，監(jiān)測的準(zhǔn)確度也得到了提高。因此，為了能夠得到準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，相關(guān)的工作人員會(huì)借助成熟的動(dòng)量因子分析法來構(gòu)建合適的狀態(tài)分析模型，以此來監(jiān)測開關(guān)和電氣絕緣組件的工作情況。

1.3 監(jiān)測電纜以及開關(guān)柜

在變電站中，電容器以及變壓器等裝置之間都是借助電纜進(jìn)行連接的，然后再由開關(guān)柜來統(tǒng)一控制所有設(shè)備。因此，在這樣的情況下，保證電纜和開關(guān)柜的工作穩(wěn)定就是非常重要的。因此，為了能夠減小故障問題的影響，就需要對這方面的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行在線監(jiān)測，從而及時(shí)獲取電纜以及開關(guān)柜的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)。

2智能化在線監(jiān)測系統(tǒng)原理

2.1變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)

1）主變色譜微水監(jiān)測。對主變色譜進(jìn)行在線監(jiān)測需要采用氣相色譜原理，對變壓器油中溶解氣體進(jìn)行監(jiān)測，其中主要包括四個(gè)部分，分別為油氣分離單元、色譜分離單元、半導(dǎo)體檢測器以及嵌入式數(shù)據(jù)處理單元。2）主變套管絕緣監(jiān)測。主變套管絕緣監(jiān)測的結(jié)構(gòu)是特定的，其中的零件也是特定的，通過對在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)Ω邏禾坠艿碾娙萘窟M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且其監(jiān)測情況與同類設(shè)備相對比更具優(yōu)勢，優(yōu)勢則主要在于能夠在套管處于絕緣的狀態(tài)下進(jìn)行監(jiān)測和控制，并且能夠?qū)⑺O(jiān)測到的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)字化。同時(shí)，應(yīng)為采用了分布式的結(jié)構(gòu)，所以其具有結(jié)構(gòu)簡潔、便于維護(hù)以及可靠性高的特點(diǎn)，能夠?qū)δM信號(hào)失真的情況進(jìn)行有效避免。3）主變工況信息監(jiān)測。進(jìn)行主變工況信息監(jiān)測，這就是對貼心接地電流、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等因素進(jìn)行監(jiān)測，其主要采用了具有高敏感度的電流傳感器，能夠?qū)ψ儔浩麒F心對地的泄漏電流信號(hào)進(jìn)行有效的收集，并且能夠保障在對信號(hào)進(jìn)行收集的過程中不會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)失真的情況。并且，在對信號(hào)進(jìn)行傳輸和運(yùn)算的過程中，主變工況信息監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)Ω蓴_信號(hào)以及雜波進(jìn)行有效的剔除，從而保障了接地泄漏信息的真實(shí)性。之后，主變工況監(jiān)測系統(tǒng)能夠與環(huán)境的溫度信息、濕度信息等進(jìn)行結(jié)合，以對鐵心絕緣的情況進(jìn)行判斷和預(yù)測。

2.2GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)

1）SF6微水密度監(jiān)測。對SF6微水密度監(jiān)測進(jìn)行應(yīng)用，需要傳感器長期對GIS中的SF6氣體的密度、微水、微水變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，主要是對其中的溫度信號(hào)和高精度壓力信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其能夠通過A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，之后再使用微處理器對其進(jìn)行相應(yīng)的處理和補(bǔ)償運(yùn)算，之后即可對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。2）局放監(jiān)測。進(jìn)行局放監(jiān)測主要是對特高頻傳感器進(jìn)行使用，傳感器對局部放電所產(chǎn)生的特高頻電磁波進(jìn)行接收，即可對局部的放電信號(hào)進(jìn)行檢測。

3變電站在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

3.1防外力破壞在線監(jiān)測技術(shù)

第一，采用激光以及無線視頻傳輸裝置能夠?qū)τ谳旊娋€路外部的相關(guān)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全程監(jiān)測，以及對外力破壞的隱患及時(shí)預(yù)警，從而杜絕電力事故；第二，后臺(tái)相應(yīng)的監(jiān)測維護(hù)人員能夠及時(shí)、實(shí)時(shí)地了解現(xiàn)場信息，從而降低人工巡視工作量，并且可以防止一些大型機(jī)械設(shè)備或者其他的外力對鐵塔以及線路造成破壞；第三，外物若是進(jìn)入安全距離，這種預(yù)警裝置就可以自動(dòng)采用現(xiàn)場的高音喇叭實(shí)施報(bào)警提示，避免外物對高壓輸電線路產(chǎn)生損壞，同時(shí)可以對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行拍照和錄像，將報(bào)警信息以及視頻資料傳輸?shù)诫娋W(wǎng)監(jiān)控中心，監(jiān)控端就可以采用視頻畫面及相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和報(bào)警信息等準(zhǔn)確判斷目前的安全情況，從而采取科學(xué)合理的對策；第四，采用獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，對權(quán)限多層設(shè)置，增強(qiáng)保密性，從而為高壓輸電線路的有效管理奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

3.2動(dòng)態(tài)增容在線監(jiān)測技術(shù)

現(xiàn)階段，對高壓輸電線路的輸送容量進(jìn)行增加主要采用靜態(tài)提溫增容及動(dòng)態(tài)監(jiān)測增容技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。作為一種新型的在線監(jiān)測技術(shù)，靜態(tài)提溫增容技術(shù)能夠提升高壓輸電線路的溫度，以此來增大輸送容量。然而，這種技術(shù)在一定意義上不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，對導(dǎo)線和一些設(shè)備在應(yīng)用方面的壽命會(huì)產(chǎn)生影響，由此提出動(dòng)態(tài)增容技術(shù)。動(dòng)態(tài)增容技術(shù)能夠呈現(xiàn)輸電線路潮流及熱穩(wěn)定限額的變化狀態(tài)，為工作人員提供良好的數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)還能分析輸電線路的容量，確保輸電線路在運(yùn)行中其自身的輸送能量符合相關(guān)要求。動(dòng)態(tài)增容技術(shù)在高壓輸電線路在線監(jiān)測中的應(yīng)用能夠評估線路運(yùn)行的溫度是否符合要求，還可以合理分析自然因素，不斷提升線路的運(yùn)行故障處理效率。如果輸電線路中的運(yùn)行溫度高于標(biāo)準(zhǔn)要求，就需要轉(zhuǎn)移負(fù)荷量或者停用，以此來確保輸電線路的安全性。

3.3桿塔傾斜在線監(jiān)測技術(shù)

桿塔傾斜在線監(jiān)測在高壓輸電線路中的應(yīng)用，主要就是對桿塔的中心線2/3以及桿塔頂端順線和橫向傾斜角進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)按照監(jiān)測結(jié)果來建立模型，對相關(guān)數(shù)據(jù)合理分析及統(tǒng)計(jì)，若是其大于閾值就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)。并且，如果一些區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生滑坡，應(yīng)用該技術(shù)能夠?qū)€路桿塔實(shí)施相應(yīng)的改造處理，并且能夠篩選出相應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)域桿塔，從而有針對性地進(jìn)行改造處理，有效提升整改效果。

3.4視頻在線監(jiān)測技術(shù)

在一些人口比較密集的區(qū)域或者交通事故頻發(fā)的路段，以及動(dòng)物活動(dòng)行為比較多的場所，在輸電線路的架設(shè)中需要安裝視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)（如圖2所示），主要是有效了解輸電線路周邊區(qū)域的相關(guān)情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除安全隱患，以及在故障產(chǎn)生之后采用錄像的方式準(zhǔn)確找出對輸電線路造成危害的原因，采用科學(xué)合理的對策。在實(shí)踐中，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)和無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輸電線路的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

結(jié)束語

總而言之，相對于傳統(tǒng)的變電站而言，智能變電站的優(yōu)勢非常明顯，其不僅能夠減少能源消耗，也能夠在一定程度上減少電磁等污染現(xiàn)象，具有著一定的“低碳”功能。只不過，在智能變電站的運(yùn)行過程中，還需要加強(qiáng)在線監(jiān)測，及時(shí)了解到相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)針對異常狀態(tài)進(jìn)行處理。這樣一來，也能夠在一定程度上提高智能變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟浩.電力電纜故障在線監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)的研究[D].東南大學(xué)，2016.

[2]王利.電力變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華北電力大學(xué)，2016.

[3]李信，滕玲，熊洪樟，高強(qiáng)，盧立峰，汪洋.電力時(shí)間同步系統(tǒng)在線監(jiān)測方案[J].中國電力，2015，48（12）：12-15+22.

[4]冀慧強(qiáng).輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)研究及應(yīng)用[D].天津大學(xué)，2012.

[5]郭碧紅，楊曉洪.我國電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用狀況分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，1999（08）：65-68.

（作者單位：新疆遠(yuǎn)華電力（集團(tuán)）有限公司）